C#中的委托(Delegate)和事件(Event)
原文地址：C#中的委托(Delegate)和事件(Event) 作者：jiyuan51
把C#中的委托(Delegate)和事件(Event)放到现在讲是有目的的：给下次写的设计模式——观察者(Observer)有一个参考。
委托和事件应该是C#相较于C++等之前的非托管的语言提出的一个新的术语(term)。“旧瓶装新酒”这样的描述似乎有些“贬义”，但确实是这样。委托也好，事件也好最初的起源是C/C++中的函数指针，关于函数指针的简单介绍可以参见我以前的一篇《C/C++中指向函数的指针》。不过旧瓶装新酒没有什么不好，反而给人添加了许多新滋味。
1. Function pointer--the origin of delegates and events .
书回正传，既然函数指针是它们(委托和事件)的起源。那我们先看看什么情况下我们需要函数指针。函数指针最常用的方式就是回调(callback)——在函数休内回调主函数里的函数。有些绕口，看代码：
#include<iostream> #include<list> using namespace std; void max(int a, int b){ cout << "now call max(" << a << "," << b << ")..." << endl; int t = a > b ? a : b; cout << t << endl; } void min(int a, int b){ cout << "now call min(" << a << "," << b << ")..." << endl; int t = a < b ? a : b; cout << t << endl; } typedef void(*myFun)(int a, int b); //定义一个函数指针用来引用max,min //回调函数 void callback(myFun fun, int a, int b){ fun(a, b); } void main(){ int i = 10; int j = 55; callback(max, i, j); callback(min, i, j); }
Output:
now call max(10,55)...
55
now call min(10,55)...
10
Press any key to continue
输出的结果有可能另一些对函数指针不熟悉的朋友我些意外，我们并没在main()中显式调用max(),min()呀，怎么会调用到它们呢。再仔细检查一下：你可能发现了：
callback(max,i,j);
这个函数调用了max()，这下好了。你便可以回答类似于这样的问题：我怎么在一个函数(callback)体内调用[主调用函数中的函数(max或min)]，最好能通过参数指入具体需要指定哪一个函数?
这便是函数指针的作用了，通过转入函数指针，可以很方便的回调(callback)另外一些函数，而且可以实现参观化具体需要回调用的函数。
2,Introduce delegate in c#;
.net里一向是"忌讳"提及"指针"的，"指针"很多程度上意味着不安全。C#.net里便提出了一个新的术语:委托(delegate)来实现类似函数指针的功能。我们来看看在C#中怎么样实现上面的例子。
using System; namespace Class1 { class ExcelProgram { static void max(int a, int b) { Console.WriteLine("now call max({0},{1})", a, b); int t = a > b ? a : b; Console.WriteLine(t); } static void min(int a, int b) { Console.WriteLine("now call min({0},{1})", a, b); int t = a < b ? a : b; Console.WriteLine(t); } delegate void myFun(int a, int b); //定义一个委托用来引用max,min //回调函数 static void callback(myFun fun, int a, int b) { fun(a, b); } [STAThread] static void Main(string[] args) { int i = 10; int j = 55; callback(new myFun(max), i, j); callback(new myFun(min), i, j); Console.ReadLine(); } } }
其实代码上大同小异，除了几个static申明以外(C#除静态成员外必须要求对象引用),最大的变化要算定义"函数指指"，哦...不..不..不..应该是定义"委托"(小样穿上马甲了..). 定义委托的语法如下：
delegate void myFun(int a, int b); //定义一个委托用来引用max,min
其中delegate是关键字，myFun是委托名，剩下的是函数签名(signature).我们可以申明一个委托：
myFun Max = new myFun(max);
那么上面的回调函数的代码便可以写成：callback(Max,i,j);
3, Difference between function pointer and delegate;
委托除了可以引用一个函数外，能力上还有了一些加强，其中有一点不得不提的是:多点委托(Multicast delegate).简单地讲就是可以通过一个申明一个委托，来调用多个函数，不信？我们只要稍微更改一下上面的C#代码中的Main函数就可以了，类似：
static void Main(string[] args) { int i = 10; int j = 55; myFun mulCast = new myFun(max); mulCast += new myFun(min); //(1) callback(mulCast, i, j); //callback(new myFun(min),i,j); Console.ReadLine(); }
输出如下：
now call max(10,55)...
55
now call min(10,55)...
10
Press any key to continue
没骗你吧，我们只用了一个委托mulCast便同时调用了max和min。不知你注意到没有，上面代码的(1)处用"+="给已经存在的委托(mulCast)又加了一个函数(min)。这样看来C#中的委托更像一个函数指针链表。实质是在C#中，delegate关键字指定的委托自动从System.MulticastDelegate派生.而System.MulticastDelegate是一个带有链接的委托列表，在callback中只需调用mulCast的引用便可以以同样的参数调用该链表中的所有函数。
如果还是觉得不过隐，那我们就继续，下图展示了刚才那段C#代码的IL（用ILDasm反汇编即可）:
在C#中委托是作为一个特殊的类型(Type,Object)来对待的，委托对象也有自己的成员：BeginInvoke,EndInvoke,Invoke。这几个成员是你定义一个委托时编译器帮你自动自成的，而且他们都是virtual函数，具体函数体由runtime来实现。我们双击一个callback，可以看见以下IL：
{
// 代码大小 9 (0x9)
.maxstack 8
IL_0000: ldarg.0
IL_0001: ldarg.1
IL_0002: ldarg.2
IL_0003: callvirt instance void Class1.ExcelProgram/myFun::Invoke(int32,
int32)
IL_0008: ret
} // end of method ExcelProgram::callback
从这段IL我们可以看出，当我们使用语句：fun(a,b)时，调用的却是委托对象(即然委托是类型，那么他自也就会有对象)的myFun::Invoke().该委托对象(即上面的mulCast)通过调用Invoke来调用对象本身所关系的函数引用。
那我们再看看，一个委托对象是怎么样关联到函数的呢，我们双击Main函数，可以看到以下IL，虽然IL语法复杂但仍不影响我们了解它是怎么样将一个委托关联到一个(或多个)函数的引用的。
.method private hidebysig static void Main(string[] args) cil managed
{
.entrypoint
.custom instance void [mscorlib]System.STAThreadAttribute::.ctor() = ( 01 00 00 00 )
// 代码大小 58 (0x3a)
.maxstack 4
.locals ([0] int32 i,
[1] int32 j,
[2] class Class1.ExcelProgram/myFun mulCast)
IL_0000: ldc.i4.s 10
IL_0002: stloc.0
IL_0003: ldc.i4.s 55
IL_0005: stloc.1
IL_0006: ldnull
IL_0007: ldftn void Class1.ExcelProgram::max(int32,
int32)
IL_000d: newobj instance void Class1.ExcelProgram/myFun::.ctor(object,
native int)
IL_0012: stloc.2
IL_0013: ldloc.2
IL_0014: ldnull
IL_0015: ldftn void Class1.ExcelProgram::min(int32,
int32)
IL_001b: newobj instance void Class1.ExcelProgram/myFun::.ctor(object,
native int)
IL_0020: call class [mscorlib]System.Delegate [mscorlib]System.Delegate::Combine(class [mscorlib]System.Delegate,
class [mscorlib]System.Delegate)
IL_0025: castclass Class1.ExcelProgram/myFun
IL_002a: stloc.2
IL_002b: ldloc.2
IL_002c: ldloc.0
IL_002d: ldloc.1
IL_002e: call void Class1.ExcelProgram::callback(class Class1.ExcelProgram/myFun,
int32,
int32)
IL_0033: call string [mscorlib]System.Console::ReadLine()
IL_0038: pop
IL_0039: ret
} // end of method ExcelProgram::Main
从上面的IL可以看出对于语句：
myFun mulCast = new myFun(max);
是通过以max作为参数构建一个委托对象mulCast。但对于语句：
mulCast += new myFun(min);
等价于(你甚至可以用下面的语句代码上面的:mulCast += new myFun(min))：
mulCast = (myFun) Delegate.Combine(mulCast, new myFun(min));
哦,原来是通过调用Delegate.Combine的静态方法将mulCast和min函数进行关联，Delegate.Combine方法只是简单地将min函数的引用加至委托对象mulCast的函数引用列表中。
4,Introduce event;
事件/消息机制是Windows的核心，其实提供事件功能的却是函数指针，你信么？接下来我们再看看C#事件(Event).在C#中事件是一类特殊的委托.
一个类提供了"事件"，那么他至少提供了以下字段/方法：
一个委托类型的字段(field)，用来保存一旦事件时通知哪些对象。即通知所有订阅该事件的对象.别忘记C#中委托是支持多播的。
两个方法，以委托类型为参数。作用是将订阅该事件的对象方法加至上面的委托类型字段中，以便事件发生后可以通过调用该方法来通知对象事件已发生。
我们简单地定义一个类Test，该类支持事件：
class Test { public event EventHandler OnClick; public void GenEvent(EventArgs e) //引发事件方法 { EventHandler temp = OnClick; //通知所有已订阅事件的对象 if (temp != null) temp(this, e); } }
我们反汇编这段代码，如下图：
简单地定义一个字段哪来的那么多方法？其实这都是编译器帮你加上去的。当你定义一个事件时，编译器为了实现事件的功能会自动加上两个方法来提供“订阅”和“取消订阅”的功能。
通过下面的语法，你便可以订阅事件：
test.OnClick +=new EventHandler(test_OnClick);
也就是说，一旦test事件发生时(通过调用test.GenEvent()方法)。test便会调用注册到OnClick上的方法。来通知所有订阅该事件的对象。
订阅是什么？“订阅就是调用定义事件时自动生成的add_OnClick.”“那取消订阅就是调用定义事件时自动生成的remove_OnClick”，恭喜你！都学会抢答了.对于上面的订阅事件语句，逻辑意义上等同于：
test.add_OnClick(new EventHandler(test_OnClick));
但C#并不能直接调用该方法，只能通过 "+=" 来实现。来看IL：
IL_003b: ldftn void Class1.ExcelProgram::test_OnClick(object,
class [mscorlib]System.EventArgs) //先将test_OnClick压栈
IL_0041: newobj instance void [mscorlib]System.EventHandler::.ctor(object,
native int) //new一个委托对对象
IL_0046: callvirt instance void Class1.ExcelProgram/Test::add_OnClick(class [mscorlib]System.EventHandler) //通过调用add_OnClick方法将上面生委托加至test的事件(委托列表)中.
5,summarize.
如果对设计模式中的观察者模式较为熟悉的话。其实支持事件的类也就是观察者模式中的Subject(主题，我个人比较喜欢这么译).而所有订阅事件的对象构成了Observers.
最后来句总结吧，总结也许不严谨，但提供理解那还是绝佳滴..我
骗你..(鼻子又变长了).....
"委托"是"函数指针"链表，当然该链表也可以只有一个元素，如果这样的话:"委托" 约等于 "函数指针";
"事件"是一类特特殊的"委托"，你定义一个"事件",表示你同时定义了:一个委托+两个方法。
后记：如果还不理解事件，先不要急，说不定你先把它忘记不想，等会一闪光，你就会理解了。或者你等着我下一篇《设计模式----观察者(Observer)》，我想等你看完设计模式中的观察者之后再回来看"事件"，看"多播委托(MulticastDelegate)"应该可以:忽然开朗。
如果还觉得不过隐。下面给出一个很好的帮助理解的例子，来自Jeffrey Richter.希望我的注解能帮上些忙：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
namespace Event {
class NewMailEventArgs : EventArgs {
private readonly string m_From;
private readonly string m_To;
private readonly string m_Subject;
public NewMailEventArgs(string from, string to, string sub) {
m_From = from;
m_To = to;
m_Subject = sub;
}
public string From {
get {
return m_From;
}
}
public string To {
get {
return m_To;
}
}
public string Subject {
get {
return m_Subject;
}
}
}
//事件所用的委托(函数链)
delegate void NewMailEventHandler(object sender, NewMailEventArgs e);
class MailManager {
public event NewMailEventHandler NewMail;
//通知已订阅事件的对象
protected virtual void OnNewMail(NewMailEventArgs e) {
NewMailEventHandler temp = NewMail;
if (temp != null) {
temp(this, e);
}
}
//提供一个方法引发事件
public void SimulateNewMail(string from, string to, string sub) {
NewMailEventArgs a = new NewMailEventArgs(from, to, sub);
OnNewMail(a);
}
}
//使用事件
class Fax {
public Fax(MailManager mm) {
mm.NewMail += new NewMailEventHandler(Fax_NewMail);
}
private void Fax_NewMail(object sender, NewMailEventArgs e) {
Console.WriteLine("Message arrived at Fax...");
Console.WriteLine("From={0}, To={1}, Subject='{2}'", e.From, e.To, e.Subject);
}
public void Unregister(MailManager mm) {
mm.NewMail -= new NewMailEventHandler(Fax_NewMail);
}
}
class Print {
public Print(MailManager mm) {
//Subscribe ,在mm.NewMail的委托链表中加入Print_NewMail方法
mm.NewMail += new NewMailEventHandler(Print_NewMail);
}
private void Print_NewMail(object sender, NewMailEventArgs e) {
Console.WriteLine("Message arrived at Print...");
Console.WriteLine("From={0}, To={1}, Subject='{2}'", e.From, e.To, e.Subject);
}
public void Unregister(MailManager mm) {
mm.NewMail -= new NewMailEventHandler(Print_NewMail);
}
}
class ExcelProgram {
[STAThread]
static void Main(string[] args) {
MailManager mm = new MailManager();
if (true) {
Fax fax = new Fax(mm);
Print prt = new Print(mm);
}
mm.SimulateNewMail("Anco", "Jerry", "Event test");
Console.ReadLine();
}
}
}
Jerry.Chow
11/30'07
